控轧控冷课件.ppt

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1、控轧控冷----背景知识铁路造船桥梁海沧大桥丫吉沙大桥军工晶格常数：原子半径：a*sqrt(3)/4晶胞原子数：致密度：K=nV1/V=68%常见bcc晶格的金属有：a=b=c===90°8×1/8+1=2-Fe、Cr、Mo、W、V等30多种金属典型金属的晶体结构晶格常数：原子半径：a*sqrt(2)/4晶胞原子数：致密度：K=nsV1/V=74%常见fcc晶格的金属有：a=b=c===90°8×1/8+6×1/2=4-Fe、Cu、Ni、Al、Ag等20多种金属钢的A状态、A不锈钢、耐磨钢的晶格也是fcc典型金属的晶体结构晶格常数：原子半径：晶胞原子数

2、：致密度：K=nV1/V=74%常见hcp晶格的金属有：a=b≠cc/a=1.633==90°=120°r=a/26Zn、Mg、Be、Cd等金属典型金属的晶体结构3个A,1个B正四面体空隙密置层2种空隙:3个A,3个B正八面体空隙晶体缺陷理论---点缺陷点缺陷是指在三维尺度上都很小而不超过几个原子直径的缺陷。点缺陷示意图（一）空位（二）间隙原子（三）置换原子点缺陷均会造成晶格畸变,影响金属性能,如使屈服强度升高、电阻增大、体积膨胀等。晶体缺陷理论---线缺陷二维尺度很小而另一维尺度很大的缺陷。包括各种类型的位错。位错：是指晶体中一部分晶体相对另一部分晶体发生了一

3、列或若干列原子有规律的错排现象。图为刃型位错。位错密度用ρ表示。晶体通过位错运动滑移的示意图刃型位错的攀移(a)正攀移(b)原始位置(c)负攀移位错对金属材料的力学性能、扩散及相变等过程均有重要的影响。如果金属中不含位错，即为理想晶体，其强度极高；而实际金属晶体中由于位错的存在，其实际强度值比理论值降低了2-3个数量级。螺型位错示意图晶体缺陷理论---线缺陷螺型位错的滑移铜合金中的孪晶二维尺度很大而另一尺度很小的缺陷。金属晶体中的面缺陷主要有晶界和亚晶界。由于晶界上原子排列脱离平衡位置，晶格畸变程度较大，所以其能量比晶粒内部的高。晶体缺陷理论---面缺陷面缺陷—晶界塑

4、性成形的基本生产方式1．轧制；2．挤压；3．拉拔；4．自由锻造；5．模型锻造；6．板料冲压上砥铁下砥铁坯料实验试件：(a)圆截面标准试件：或(b)矩形截面标准试件(截面积为A）：或轴向拉伸实验低碳钢的拉伸实验实验表象参考值四个阶段屈服阶段1、同时存在塑性和弹性变形；2、应力小幅波动，应变快速增加；3、试样表面出现与轴线成45度角滑移线屈服极限：σs或σ0.21、只有弹性变形；2、有符合虎克定理σ=Eε的线性阶段；3、试样无明显表象。比例极限：σp弹性极限：σe弹性阶段（oa段）（ac段）1、同时存在塑性和弹性变形；2、应力随应变非线性减少；3、变形多集中在横截面积迅速

5、收缩的某一小段范围内，直至试样最后断裂。强化阶段颈缩阶段强度极限：σb1、同时存在塑性和弹性变形；2、应力随应变非线性增长；3、试样被明显强化。（ce段）（ef段）滑移线颈缩四个阶段试件的变化：有屈服点钢材σ--ε曲线可以分为五个阶段：(1)弹性阶段(OB段)OA段材料处于纯弹性，即:AB段有一定的塑性变形,但整个OB段卸载时，ε=0；E=206×103N/mm2OBCDAE（2）弹塑性阶段（BC)该段很短,表现出钢材的非弹性性质;σB—屈服上限;σC—屈服下限(屈服点)（3）塑性阶段（CD)该段σ基本保持不变（水平),ε急剧增大,称为屈服台阶或流幅段,变形模量E=0

6、OBCDAE（4）强化阶段(DE段)极限抗拉强度fu（5）颈缩阶段(EF段)随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快OBCDAE铁碳相图随着加热和冷却速度的增加，钢偏离平衡的临界温度滞后现象将越加严重。通常把加热时的临界温度标以字母“C”，如AC1、AC3、ACcm等；把冷却时的临界温度标以字母“r”，如Ar1、Ar3、Arcm等。钢的热处理退火将钢加热到一定温度,保温后随炉缓冷以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。各种退火和正火的一般加热范围名称目的工艺制度组织应用完全退火细化晶粒，消除铸造偏析，降低硬度，提高塑性加热到AC3＋20～50℃，炉冷至550℃左右空冷F＋P亚

7、共析钢的铸、锻、轧件，焊接件球化退火降低硬度，改善切削性能，提高塑性韧性，为淬火作组织准备加热到AC1＋20～40℃，然后缓冷片状珠光体和网状渗碳体组织转变为球状共析、过共析钢及合金钢的锻件、轧件等扩散退火改善或消除枝晶偏析，使成分均匀化加热到Tm-100～200℃，先缓冷，后空冷粗大组织（组织严重过烧）合金钢铸锭及大型铸钢件或铸件再结晶退火消除加工硬化，提高塑性加热到再结晶温度，再空冷变形晶粒变成细小的等轴晶冷变形加工的制品去应力退火消除残余应力，提高尺寸稳定性加热到500～650℃缓冷至200℃空冷无变化铸、锻、焊、冷压件及机加工件常用退火工艺制